Токоизмерительные клещи для постоянного и переменного тока: конструкция и разновидности

Токоизмерительные клещи постоянного и переменного тока, чем они отличаются и какие лучше всего выбрать

Назначение прибора и его преимущество

Токоизмерительные клещи или «Клещи Дитце»-это измерительный прибор, назначение которого измерять ток бесконтактным способом, без разрывы электрической цепи. Главным преимуществом перед остальными мультиметрами и амперметрами является простота измерения и безопасность использования, так как измерение возможно проводить на изолированном проводнике. С помощью данного устройство можно легко определить точные показатели электрического тока, а также рассчитать потребляемую мощность любого электрооборудования под нагрузкой.

Принцип действия и функциональность

Принцип работы прибора основан на законе электромагнитной индукции, по устройству в значительной степени схож с принципом действия обыкновенного трансформатора. Переменный ток измеряемого проводника внутри катушки трансформатора (Клещей) создает переменный магнитный поток, индуктирующий ЭДС во вторичной обмотке устройства, который замеряется амперметром или датчиком.

Схема измерения силы тока прибором с трансформаторным датчиком

В более современных устройствах применен полупроводниковый датчик Холла, основным отличием от устройства с трансформатором является то, что измеряемый проводник охватывается не замкнутой катушкой, а магнитопроводом, в разрыве которого размещен датчик Холла.

Схема измерения силы тока прибором с датчиком Холла

Современные приборы в зависимости от типа способны измерять переменный или постоянный и переменный ток (благодаря использованию датчика Холла), большинство из них обладают расширенным функционалом мультиметров и способны выводить численную информацию на дисплей. В зависимости от марки и производителя в измерителях реализовано множество дополнительных функции и конструктивных решений.

Типы приборов

Существует два типа устройств, основным различием которых являются измерительные датчики:

  1. Cэлектромагнитным датчиком. Способны измерить только переменный ток. Клещи-трансформатор такого инструмента представляют из себя размыкающийся магнитопровод со вторичной катушкой, замыкающейся на измерительном датчике.
  2. Cполупроводниковым датчиком Холла. Данный тип устройства способен измерять постоянный или переменный ток.

Токовые клещи с датчиком Холла, без замыкающегося магнитопровода

Виды исполнения

Измерители «дитца» подразделяются на аналоговые и цифровые:

  • Аналоговые измерители. Как правило способны измерять только переменный ток, показания в них снимаются со встроенного амперметра. Такие приборы были широко распространены до появления цифровых измерителей.

  • Цифровые (самые популярные). Внутри таких приборов установлена интегральная схема, как правило они обладают расширенным функционалом или дополнительными функциями мультиметра (тестера).

Специализированные высоковольтные электроизмерительные клещи

В отдельный вид следует выделить измерители специального назначения, измерительные клещи Ц 90 (более современный вариант Ц 4502), предназначенные для измерения силы тока в мощных электроустановках до 10 000 вольт. С помощью этого инструмента можно измерить только силу переменного тока от 15 до 600А. Принцип действия измерителя аналогичен с обычными измерителями трансформаторного типа, конструкция таких клещей немного видоизменена для безопасной работы оператора. В конструкции предусмотрены изолирующая часть с изолирующими рукоятками, а также разработаны правила безопасности при проведении измерений данным способом.

Порядок проведения измерения

Перед началом проведения измерений необходимо определить место измерения, подготовить прибор к работе, перевести поворотный переключатель в нужное положение. Если сила тока неизвестна, то необходимо установить максимальное значение диапазона, далее во время измерения поэтапно снижать показатель для более точного результата. Устройства с датчиком Холла, из-за его чувствительности к магнитным полям, перед измерением необходимо обнулить, нажав соответствующую кнопку «SEL» или аналогичную «REL».

Перед тем как начать пользоваться измерителем, изучите инструкцию пользователя:

  • Инструкция по эксплуатации токоизмерительных клещей Mastech m266. Скачать Pdf
  • Руководство по эксплуатации. Паспорт Mastech M266, M266C, M266F. Скачать Pdf

Порядок проведения измерения:

  1. Подготовьте прибор и выберите место измерения.
  2. Переведите поворотный переключатель в нужное положение, далее переместите измеряемый проводник в скобу устройства.

  1. Снимите показания с дисплея, при необходимости сохраните данные в памяти измерителя. Лучше всего силу тока мерить несколько раз для получения более точного результата.

  1. Для более точного результата или для измерения малой силы тока, если это позволяет измеряемый проводник, сделайте несколько витков вокруг клещей. Полученный результат измерения поделите на количество витков, в результате вы получите уточненное значение измерения.

Функции и конструктивные особенности

Электроизмерительные клещи отличаются электротехническими характеристиками, диапазоном измерений, точностью измерений и дополнительным функционалом. К основным функциям приборов относятся:

  • Амперметр
  • Вольтметр
  • Ваттметр
  • Фазометр
  • Ампервольтметр

В большинстве устройств реализованы дополнительные функции тестера – мультиметра, на которые следует обращать внимание при выборе устройства:

  • измерение сопротивления, частоты, изоляции
  • проверка диодов
  • звуковая прозвонка
  • определение температуры
  • функция измерения нагрузочных бросков пускового тока

Проведение измерения пускового тока на автомобильном аккумуляторе

Читайте также:
Трехфазный автомат: подбор по мощности и нагрузке, подключение в однофазной сети

Более продвинутые версии приборов оснащены дополнительными вспомогательными элементами, помогающими проводить более точные измерения или измерять в труднодоступных местах, к таким относятся:

  • двойной датчик Холла (более точные измерители)
  • измерители с выносными клещами
  • Токовые клещи со съемным дисплеем
  • Гибкий токоизмерительный датчик
  • Увеличенный зажим клещей
  • Провода-щупы, «Крокодильчики»

Устройство со съемными клещами

Стоимость цифровых измерительных клещей в зависимости от характеристик

В зависимости от цены все приборы можно разделить на эконом-сегмент в ценовом диапазоне от 4 000 до 15 000 рублей и профессиональные стоимостью от 15 000 до 60 000 рублей. Так как большинство приборов имеет расширенный функционал независимо от цены, сравнение проводилось исходя из основных характеристик приборов и их прямого назначения.

Основные характеристики устройств в зависимости от ценового сегмента

Эконом-сегмент Профессиональные
Диапазон измерений
Постоянное напряжение от 0,1 до 750В от 0,01 до 1000В
Переменное напряжение от 0,1 до 750В от 0,01 до 1100В
Постоянный ток от 0,1 до 1000А от 0,001 до 2000А
Переменный ток от 0,1 до 1000А от 0,001 до 2000А
Погрешность
Базовая погрешность 1,5 – 4,0% 0,5 – 1,5%

Как выбрать токовые клещи

При выборе устройства в первую очередь необходимо руководствоваться задачами, которые вы перед ним ставите. Если вам нужно проводить замеры только переменного тока, то присмотритесь к моделям с электромагнитным датчиком, они менее дорогие и отлично выполняют свою функцию с высокой точностью.

Для домашнего использования лучше подойдут недорогие универсальные токоизмерители – тестеры с датчиком Холла, такие устройства способны полноценно заменить обычный мультиметр «цешку» в быту и обязательно должны быть у каждого электрика.

Для профессионального использования необходимо рассматривать приборы в более дорогом ценовом сегменте, поверенные и зарегистрированные в Госреестре СИ. Такие приборы способны выдавать максимально точный результат, как правило они оснащены вспомогательными элементами, такими как выносные клещи или двойной датчик Холла.

Приборы профессионального назначения измеряют в более широком диапазоне, способны мерить с наименьшей погрешностью. Зачастую такие устройства способны проводить расчеты без подключения к компьютеру, имеют множество других полезных функций, а также у таких устройств в комплекте предусмотрен чехол либо сумка. Из известных производителей можно выделить: Mastech, MULTI, Uni Trend, Fluke, APPA, АКИП, МЕГЕОН.

Рекомендуем к просмотру:

  • Как выбрать ИБП для компьютера
  • Как лучше всего соединить медный и алюминиевый…
  • Как самому выбрать экономичный электрообогреватель для дома
  • Какой провод лучше использовать в сварочном…
  • Как правильно называется машина для тока с большим…
  • Все о силе тока в физике

Токоизмерительные клещи. Виды и работа. Применение и как выбрать

Токоизмерительные клещи представляют собой прибор, используемый для измерения параметров электрической сети без ее разрыва и нарушения работы. В зависимости от того, какие параметры электрического тока надо измерить, существуют различные клещевые приборы, но самые популярные – амперметры. Такое оборудование позволяет измерять силу тока в цепи напряжением до 10 кВ.

Виды токоизмерительных клещей

Токоизмерительные клещи разделяют на виды по нескольким параметрам.

По своему устройству и по рабочему напряжению, они могут быть:
  • Одноручные. Такие приборы используются в сетях напряжением до 1 кВ. Выглядят они в виде рукоятки, которая хорошо изолирована. Раскрыть магнитопровод можно при помощи одной руки, путем нажатия на специальный рычаг.

  • Двуручные. Они используются в сетях напряжением от 2 до 10 кВ. У них есть две ручки, поэтому работать одной рукой не получится, длина изолированной части составляет не менее 38 см.

Кроме этого, существует различие по внешнему виду:
  • Аналоговые приборы имеют дисплей со стрелочкой и измерительной шкалой, для их работы не нужен источник питания, поэтому они не теряют свою популярность. С их помощью удобно измерять ток запуска, так как они быстро реагируют на его изменения, но выдача результатов менее удобная.

  • Цифровые разновидности имеют жидкокристаллический экран, результаты выдаются сразу в виде определенного значения, но для их работы нужен дополнительный источник питания.
  • Устройства высоковольтного типа, у них улучшенная изоляция, которая позволяет работать с более высоким напряжением.

Есть токоизмерительные клещи, которые дополнительно оснащаются датчиком Холла. Такие изменения позволяют измерять параметры не только переменного, но и постоянного тока.

Устройство
Рассмотрим устройство данного прибора на примере его самой простой модели. Токоизмерительные клещи состоят из таких элементов:

  1. Разъемы для подключения щупов.
  2. Рукоятка-корпус.
  3. Дисплей. Это устройство служит для контроля полученных показателей, оно может быть аналоговым или цифровым.
  4. Переключатель диапазонов измерений, он позволяет работать с сетями разного напряжения.
  5. Кнопка фиксации показаний произведенных замеров.
  6. Магнитопровод. Эта часть разъемная, для удобства работы, она подпружинена. На магнитопровод надета вторичная катушка трансформатора.
Читайте также:
Нулевой провод: принцип работы, назначение, обозначение, отличия от фазного провода

Магнитопровод и измеритель выполнены в одном корпусе и составляют рабочую часть прибора. Чтобы измерить необходимые параметры, сердечник магнитопровода раскрывается как обычные клещи, для этого надо нажать рукой на его ручки.

Принцип работы

Токовые клещи работают по принципу одновиткового трансформатора. В качестве первой обмотки выступает провод, в котором проводятся измерения, а вторичная обмотка расположена на клещах, к ней подключен амперметр.

Величина тока в измеряемой цепи определяется после измерения тока во вторичной обмотке, при этом учитывается коэффициент трансформации прибора.

После подключения магнитопровода к измеряемой сети, в нем создается переменный магнитный поток, и он индуцирует ЭДС во вторичной обмотке. Ток, созданный во вторичной обмотке, измеряется имеющимся на клещах амперметром и выдается на экран. В современных токовых клещах подключение вторичной обмотки выполняется через шунты.

Способ применения и сфера использования

Токоизмерительные клещи позволяют быстро и легко измерить ток в цепи. Для выполнения таких измерений, необходимо выполнить следующие действия:
  • При помощи переключателя проводится выставление измеряемой величины.
  • Клещи разводят в сторону и надевают на проводник.
  • Рукоятка опускается, и прибор замыкается.
  • Проводится фиксация результата, и клещи снимаются.

Подсоединять указанный прибор можно к любому проводу, при этом неважно, он изолирован или нет. Во время проверки силы тока, клещи накладывают только на одну шину или провод. На индикаторе высвечивается величина измеряемого параметра.

Для того чтобы было проще работать в труднодоступных местах, на большинстве моделей есть кнопка, фиксирующая результат и его можно посмотреть уже после снятия клещей.

Такие приборы имеют много функций, поэтому могут использоваться:
  • Для определения фактической нагрузки сети.
  • Чтобы определить мощность оборудования.
  • Чтобы определить количество энергии, потребляемой конкретным прибором.

Они используются на различных промышленных предприятиях, заводах, на электростанциях и в других отраслях. В быту, такие приборы также имеют широкое применение, они используются для определения мощности разных домашних электроприборов, электрооборудовании автомобиля и т.д.

Когда работа выполняется в тесном шкафу с большим количеством проводов, то бывает сложно надеть раздвижной магнитопровод на измеряемую цепь. В таких случаях, некоторые модели оснащаются датчиком IFLex, который идет в комплекте с ними.

Токоизмерительные клещи – особенности выбора
При совершении выбора указанного прибора, специалисты рекомендуют придерживаться следующих правил:
  • Покупать только в специализированных магазинах. Здесь есть специалисты, они смогут помочь подобрать прибор, соответствующий предъявляемым к нему требованиям.
  • Тип измеряемого тока. При совершении выбора, надо обращать внимание на тип измеряемого тока. Для работы с переменным и постоянным током клещи будут иметь маркировку AC DC, для измерения только переменного тока — AC, а только постоянного — DC.
  • Перед покупкой, надо определиться с тем, какие максимальные и минимальные значения тока вы планируете измерять.
  • Обращайте внимание и на диаметр провода или шины, который будете измерять, исходя из этого, выбирают и размер клещей.
  • Тип датчика. Есть приборы, которые показывают размеры силы тока в разных величинах, например в мА, A, АС, это также учитывают при совершении выбора.
  • Материал корпуса. Он должен быть качественным, чтобы обеспечивать максимальную защиту от возможности поражения электрическим током. Не стоит приобретать дешевые модели, у которых в корпусе есть просветы, и пластмасса неприятно пахнет
  • Обязательно перед совершением покупки, надо изучить технические характеристики и наличием гарантийных обязательств.
  • Не стоит покупать дорогой прибор, в котором есть много функций, когда он вам нужен только для измерения силы тока.
  • Для бытового использования лучше приобретать модели, которые дополнительно позволяют определять сопротивление цепи и ее «прозвонку», напряжение.
  • Перед использованием, проведите тестирование клещей и проверьте точность измерений
Качественные токоизмерительные клещи должны иметь следующие функции:
  • Возможность пускового броска, они могут измерить силу тока электродвигателя.
  • Дисплей с возможностью автоматического выбора диапазона, в таком случае не надо тратить время на настройку прибора, при работе в различных условиях.
  • Дисплей должен быть большим и с подсветкой, чтобы хорошо было видно результаты измерений в любое время суток.
Преимущества и недостатки
Среди основных преимуществ измерительных клещей, надо отметить следующие:
  • Измерение силы тока проводится без разрыва цепи.
  • С их помощью можно быстро и точно проводить измерения.
  • Могут работать с высоковольтными сетями.
  • Имеют небольшие размеры и ими легко пользоваться.
  • Есть большой выбор моделей, поэтому всегда можно выбрать прибор, соответствующий требованиям покупателя.
  • Есть модели с дополнительными функциями, что расширяет область их применения.
  • Наличие возможности фиксации результата, позволяет проводить измерения в труднодоступных местах.
Читайте также:
Светодиодный ночник: из светодиодной ленты, дерева, фанеры или оргстекла
Хотя такие приборы и имеют много преимуществ, но есть у них и недостатки:
  • Показания будут зависть от положения, в котором находится прибор.
  • Для получения точных показаний, надо правильно эксплуатировать клещи и правильно их устанавливать относительно измеряемого устройства.
  • Дешевые и некачественные приборы могут показывать неточные результаты.
Дополнительные возможности

Многие производители, для того чтобы сделать токоизмерительные клещи универсальными, кроме возможности измерения силы тока, добавляют функции измерения других параметров электрической цепи, таких как напряжение, сопротивление, температура и т.д.

При выполнении измерений при помощи обычных токовых клещей в цепях с небольшой силой тока, бывает сложно увидеть результат. Выход простой: на магнитопровод несколько раз накручивают измеряемый провод. Это позволяет пропорционально увеличить магнитный поток, поэтому полученное значение делят на количество сделанных витков. Учтите, что этот способ подойдет только при работе с изолированными и гибкими проводами.

Для измерения напряжения, съемные концы приводов вставляют в гнезда клещей, но перед этим их переключают для определения напряжения. Вторые концы прикладывают к клеммам и поучают необходимые результаты.

Для определения мощности потребления, надо измерить ток и напряжение, а затем их перемножить. Чтобы проверить несанкционированное подключение к сети, надо отключить в доме все электроприборы, и проверить на вводном щитке нагрузку. Если результат будет нулевым, значит все нормально, в других случаях, надо искать несанкционированное подключение.

Данный прибор относится к измерительному оборудованию, поэтому надо через определенное время проводить его метрологическую проверку в специализированных лабораториях, также надо периодически испытывать прочность изоляции.

Современные токоизмерительные клещи имеют все функции мультиметра, при этом их стоимость немого выше, чем обычных токовых клещей. Для того чтобы правильно выбрать такой прибор, надо четко определиться с тем, для чего он вам нужен и сопоставить свои требования с финансовыми возможностями.

Токоизмерительные клещи

При работе с электрическими устройствами иногда возникает необходимость провести измерение силы тока. Известно правило о том, что для этого амперметр необходимо соединить последовательно.

  1. Определение
  2. Конструкция
  3. Принцип работы
  4. Инструкция по использованию
  5. Классификация
  6. Популярные виды
  7. Стрелочные приборы
  8. Цифровые клещи
  9. Совмещённые с мультиметром
  10. Высоковольтные токоизмерительные клещи
  11. Преимущества и недостатки
  12. Требования к клещам
  13. Проверка перед эксплуатацией
  14. Как выбрать клещи

Определение

Токоизмерительные клещи – позволяют узнать силу тока или другие характеристики без разрыва в электрической цепи. Этот инструмент работает по другому принципу – он определяет характеристики электрического тока на основании параметров магнитного поля.

Конструкция

В токоизмерительных клещах можно указать два основных рабочих узла:

Конструкция клещей

  1. В захватах находятся обмотки трансформатора.
  2. В ручке имеется амперметр или другой измерительный прибор.

В обмотках трансформатора наводится электрический ток, характеристики которого определяет встроенный измерительный прибор. Нужно учитывать, что наведённый ток имеет другую величину по сравнению с первоначальным. Для получения точной величины требуется выполнить пересчёт.

Принцип работы

Если между захватами клещей расположить проводник, то изменение тока, проходящего по нему окажет влияние на окружающее электромагнитное поле. Оно индуцирует в обмотках трансформатора ток. Затем он со вторичной обмотки будет измерен встроенным амперметром.

Важно отметить, что получаемое значение силы тока, хотя и соответствует проходящему по цепи, но не равно ему. Корректировка показаний амперметра происходит с учётом коэффициента измерения прибора.

В работе токоизмерительных клещей долгое время существовало важное ограничение — они были способны работать только с переменным током, ведь магнитное поле создаётся только в этом случае.

Были созданы более совершенные модели. Теперь с помощью токоизмерительных клещей имеется возможность работать не только с переменным, но и постоянным током. В настоящее время существуют модели, в которых присутствует мультиметр, который на основе полученных данных определяет нужные характеристики, не требуя пересчёта.

Современные модели токоизмерительных клещей способны решать следующие задачи:

  1. С их помощью возможно определить суммарную нагрузку электросети в квартире.
  2. Можно определить силу тока в конкретном проводнике, являющемся частью электрической цепи. Измерение можно проводить, не вмешиваясь в работу схемы.
  3. Можно определять мощность любого электроприбора в текущий момент времени. При необходимости возможно контролировать измерение этого параметра на протяжении нужного периода времени.
  4. Можно проконтролировать домашнюю электросеть на предмет подключения со стороны посторонних людей.
  5. Если имеется утечка тока на корпус прибора, то её можно определить с помощью этого инструмента.
Читайте также:
Галогеновая лампа: разновидности, плюсы и минусы, особенности замены на светодиодные

Инструкция по использованию

Использование клещей для работы в ситуации, когда используется напряжение до 1000 Вольт ничем не отличается от тех, которые применяются в высоковольтных цепях. Далее будет рассмотрен порядок использования бытовых токоизмерительных клещей.

Использование рассматриваемого инструмента зависит от вида проводимых измерений. Обычно процедура выполняется следующим образом:

  1. Нужно в электрической схеме определить, с какого провода будут сниматься показания. Нужно помнить. Что если клещами обхватить не один, а большее количество проводов, то в результате будет получен неправильный результат.
  2. На тестирующем приборе требуется выставить нужный режим измерения. Его выбор зависит от поставленной задачи. При этом нужно будет определить не только вид измерения, но и необходимую шкалу. Если о ней не имеется информации, то выбирают самую большую.
  3. Клещи сначала нужно раскрыть, а затем обхватить проводник. Важно обеспечить перпендикулярность его расположения плоскости, в которой расположены клещи. Желательно, чтобы при этом проводник располагался в центре контура.
  4. Измерение произойдёт в автоматическом режиме. Результат можно будет увидеть на дисплее прибора.

Если ток имеет слишком маленькую величину и не получается его определить, то рекомендуется несколько раз его намотать на половинку клещей. В этом случае прибор измерит суммарный ток. Для получения нужной величины надо разделить это значение на количество сделанных витков.

Если на дисплее показана единица, значит ток превышает предельное значение этой величины. Чтобы точно определить искомую величину, нужно переключиться на больший диапазон.

Классификация

Такие клещи можно классифицировать по используемому в них электроизмерительному прибору. В этом качестве может применяться:

  • мегаомметры;
  • амперметры;
  • ваттметры;
  • фазометры;
  • ампервольтметры;
  • мультиметры.

Популярные виды

Этот прибор выпускается в различных вариантах. Далее рассказано об основных разновидностях токоизмерительных клещей.

Стрелочные приборы

Этот вариант исполнения токоизмерительных клещей представляет собой аналоговый прибор. В нём применяется одновитковая разновидность трансформатора. Такого рода модели были одними из первых вариантов этого измерительного прибора. Амперметр подключён к вторичной обмотке.

Стрелочные

Такие модели обеспечивают наглядность процесса измерения. Однако аналоговые модели излишне чувствительны к механическим колебаниям. В такой ситуации показания могут быть искажены. Чтобы этого избежать, токоизмерительные клещи необходимо во время измерения тока зафиксировать на жёсткой поверхности.

Нужно учитывать, что для получения нужных данных необходимо пересчитывать полученные данные с учётом коэффициента преобразования прибора. Токоизмерительные клещи такого типа выпускается с расчётом использования определённой частоты электрического тока.

Цифровые клещи

У этой разновидности результат измерений будет выведен на дисплей. Важным достоинством этого способа является то, что перед выводом цифры уже будут пересчитаны. Этот прибор можно настроить таким образом, чтобы отображать мощность или силу тока.

Цифровые

Совмещённые с мультиметром

Этот тип приборов удобен тем, что в него встроен мультиметр. Функциональность прибора определяется типом встроенного прибора. В таких моделях применяется датчик Холла, позволяющий проводить измерение параметров постоянного тока.

Токоизмерительных клещей на основе датчика Холла

Высоковольтные токоизмерительные клещи

Их определяющей особенностью является выполнение измерений в сетях с напряжением более 1000 Вольт. В этих устройствах применяется более сильная изоляция. Иногда при их использовании токовые клещи устанавливают на диэлектрической штанге. Это позволяет оператору избежать слишком близкого приближения к высоковольтным проводам. Такие клещи являются специализированными и используются только для работы с переменным током.

Высоковольтные токоизмерительные клещи

Преимущества и недостатки

При использовании токоизмерительных клещей можно отметить следующие достоинства:

  1. Компактность используемого инструмента и простота его использования.
  2. Имеется возможность использовать этот инструмент для проведения замеров в высоковольтных цепях. Для этой цели используются специализированные модели.
  3. Существуют различные разновидности таких устройств.

Такие клещи несложно интегрировать с радиоизмерительной аппаратурой.

При использовании можно столкнуться с такими недостатками:

  1. Поскольку при измерении используются характеристики создаваемого проводом магнитного поля, то при различном положении проводника результаты измерений могут отличаться. Чтобы избегнуть такой неоднозначности рекомендуется располагать провод перпендикулярно плоскости расположения клещей.
  2. Класс точности производимых измерений недостаточно высокий — второй или третий, в зависимости от конкретной модели.
  3. Иногда речь может идти о дополнительной наводке магнитного поля, создаваемой другими электроприборами. Чтобы этого избегнуть, необходимо контролировать их возможное наличие.
  4. Относительно простой принцип работы служит причиной изготовление некачественных вариантов таких инструментов.

Достоинства токоизмерительных клещей в значительной степени перевешивают их недостатки.

Требования к клещам

Необходимо использовать такой инструмент, который обеспечит нужный вид измерений и класс точности. Если есть необходимость в дополнительных опциях, то надо убедиться в их присутствии (например, будет лучше использовать дисплей большего размера). Важно убедиться, что приобретаемый экземпляр произведён известной фирмой, гарантирующей качество.

Читайте также:
Схема стабилизатора напряжения: микросхема, импульсный, интегральный и простой

Проверка перед эксплуатацией

Для проверки достаточно произвести пробное измерение в соответствии с тем измерительным прибором, который встроен в клещи. Если результат соответствует предварительным данным — значит прибор исправен.

Как выбрать клещи

На рынке имеется много разновидностей токоизмерительных клещей, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант. Необходимо обратить внимание на следующее:

  1. Исходить из своих потребностей. Нет смысла приобретать дорогой прибор с разнообразными возможностями, если в них нет необходимости.
  2. Учитывать, что обычно такие клещи приобретают для того, чтобы определять силу тока, его частоту или прозванивать провода.
  3. Убедиться в наличии полезных опций (возможность фиксировать результаты измерения нажатием кнопки, опция выставления ноля, автоматический выбор наиболее подходящего диапазона и другие).
  4. Важно учитывать качество материала, из которого сделан прибор.

Нужно, чтобы использовались элементы питания, которые несложно приобрести.

Токоизмерительные клещи. Устройство и виды. Как выбрать

Токоизмерительные клещи служат для измерения электрических параметров цепи питания в виде фазового угла, мощности, напряжения или тока, без нарушения функционирования цепи и без ее разрыва.

Большую популярность получили токоизмерительные клещи, которые являются клещевыми амперметрами для измерения переменного тока. Они предназначены для оперативного замера тока в проводе без вывода из работы и без разрыва цепи. Электроизмерительные клещи используются в электроустановках до 10000 вольт.

Устройство и работа

Простая модель токоизмерительных клещей функционирует по принципу трансформатора тока с одним витком. Его первичная обмотка – это измеряемый провод или шина. Вторичная обмотка, которая имеет много витков, и подключенная к амперметру, выполнена на разъемном сердечнике.

а) – простые клещи с применением 1-виткового трансформатора.
б) – клещи с выпрямителем и 1-витковым трансформатором.

  1. Измеряемый провод.
  2. Разъемный сердечник.
  3. Вторичная обмотка.
  4. Выпрямитель.
  5. Измерительная рамка.
  6. Шунтирующее сопротивление.
  7. Переключатель режимов.
  8. Рычаг.

Токоизмерительные клещи состоят из трех основных элементов:

  • Рабочая часть: прибор для измерения, обмотки трансформатора, магнитопровод.
  • Изолирующая часть: от упора рукоятки до рабочей части.
  • Рукоятки: от края клещей до упора.

Для охватывания измеряемого проводника сердечник магнитопровода может раскрываться по аналогии с простыми клещами, при приложении усилия руки на изолированные ручки клещей.

Переменный ток протекает по измеряемому проводнику, который охвачен разъемным магнитопроводом. При этом ток образует в магнитопроводе магнитный поток, который создает электродвижущую силу во вторичной обмотке измерительных клещей. При воздействии ЭДС во вторичной обмотке возникает ток, измеряемый амперметром, находящемся в измерительных клещах.

Измерительные устройства современного образца работают по схеме, включающей в себя трансформатор тока с мостом выпрямления. При этом выход вторичной обмотки подключается к электроизмерительному устройству посредством набора шунтов.

Разновидности
Токоизмерительные клещи разделяют на два типа по рабочему напряжению и устройству:
  • В электроустановках до 1 кВ, одноручные .

  • В электроустановках 2-10 кВ, двуручные .

Одноручные электроизмерительные клещи в своей конструкции объединили рукоятку с изолирующей частью. Магнитопровод раскрывается при помощи специального нажимного рычага. Одноручные измерительные клещи до 1 кВ могут быть различных размеров, и не имеют определенных размерных нормативов. Пользоваться такими клещами можно одной рукой.

Двуручные измерительные клещи для электроустановок от 2 до 10000 вольт имеют размер изолированной части не меньше 38 см, ручек свыше 13 см. Конструкция таких клещей предусматривает пользование клещами с помощью двух рук.

По типу индикатора токоизмерительные клещи разделяются на:
  • Аналоговые . Имеют стрелочный дисплей со шкалой.

  • Цифровые . Оснащены жидкокристаллическим экраном.

Стрелочные (аналоговые) измерительные устройства еще не потеряли свою популярность, несмотря на широкое распространение цифровых приборов. Их преимуществом перед цифровыми устройствами является отсутствие необходимости источника питания для работы.

Чтобы измерить ток запуска, намного удобнее использовать аналоговые клещи, так как они очень быстро реагируют на резкую смену значения электрического тока. По удобству выдачи результата измерения аналоговые клещи намного уступают цифровым устройствам, так как измеряемая величина может быть определена только по градуированной шкале.

Цифровые измерительные устройства наиболее удобны в применении, так как результаты замеров показываются на экране в цифровой форме. Их недостатком является необходимость вспомогательного источника питания в виде аккумуляторов или батареек, а также увеличение погрешности измерений при разряде источника питания и электромагнитных помехах.

По виду измеряемого параметра цепи электроизмерительные клещи разделяют на:
  • Фазометры.
  • Ваттметры.
  • Ампервольтметры.
  • Амперметры.
  • Мегаомметры.

Фазометрами называются приборы, способные измерить угол сдвига фаз в трехфазной электрической сети при работе электрооборудования. Другими словами, этот параметр называют коэффициентом мощности. Фазометры бывают цифровыми, электродинамическими.

Читайте также:
Схема включения регулировки напряжения bt136 600e: плюсы и минусы

Ваттметры , выполненные в виде измерительных клещей, служат для измерения параметров 3-фазных и 1-фазных сетей бесконтактным способом: реактивной и активной мощности. Чаще всего такие приборы выполняют в виде универсального устройства, позволяющего измерять и другие параметры.

Ампервольтметры и амперметры в устройстве электроизмерительных клещей функционируют аналогично другим видам клещей. Они измеряют параметры тока, напряжения в некоторой цепи, либо несколько параметров одновременно.

Мегаомметры . Чаще всего токоизмерительные клещи комбинируют совместно с мегаомметром для возможности измерения сопротивления различных участков цепи, а также изоляции. Это дает возможность электромонтеру контролировать многие параметры электробезопасности оборудования, применяя только электроизмерительные клещи. Для измерения сопротивления в конструкции предусмотрены дополнительные выводы контрольных проводников.

Некоторые виды измерительных клещей оснащены датчиком Холла. Это сделано для возможности измерения параметров постоянного тока, который не трансформируется, в отличие от переменного тока. Схема работы таких клещей изображена на рисунке.

1 — Магнитопровод
2 — Проводник
3 — Датчик Холла
4 — Компенсационная катушка

Рекомендации по выбору

При приобретении электроизмерительных клещей не следует стремиться к покупке очень дорогостоящей модели, с встроенными множественными функциями, назначение которых вам даже неизвестно. Для применения в бытовых условиях достаточно приобрести недорогой прибор, который кроме определения параметров тока сможет прозвонить цепь, измерить напряжение, сопротивление.

Однако не стоит слишком экономить, так как при выборе дешевых устройств можно нарваться на китайскую низкокачественную подделку, вместо добротных измерительных клещей. Такое устройство будет иметь большую погрешность и низкое качество сборки. Их можно отличить по некачественному пластику с неприятным запахом, неаккуратной сборке корпуса со щелями, и по малой цене устройства.

Рекомендации и правила пользования

Особенностью такого типа электроизмерительных устройств является разъемный вид магнитопровода. Его обхват открывается при нажатии на подпружиненную рукоятку, либо кнопку, в зависимости от конструкции клещей.

После этого, удерживая токоизмерительные клещи в разомкнутом виде, подносят их к проводнику таким образом, чтобы он оказался внутри кольца магнитопровода.

Необходимо знать, если в измерительный проем поместить несколько проводников с протекающим током, то результатом измерения будет общая сумма всех токов. Если это однофазная сеть, то ток измеряют на одном проводе. При помещении в измеряемую зону сразу двух проводов однофазной сети (фазы и ноля) прибор покажет нулевое значение. Такая же ситуация произойдет, если измерять сразу три фазы. Поэтому необходимо убедиться в отсутствии лишних проводников в электроизмерительных клещах перед замыканием магнитопровода. Затем рукоятку опускают и кольцо замыкается.

Поворотный указатель устанавливают в положение включения прибора (в нашем случае «АСА»). В различных конструкциях устройств обозначение может иметь отличия. Поэтому перед применением прибора, сначала необходимо ознакомиться с инструкцией, и только потом включать его.

На цифровом индикаторе или стрелочном экране должна отобразиться величина измеряемого параметра проводника.

Независимо от типа устройства, применять его нужно с особой аккуратностью при проталкивании магнитопровода сквозь пучок проводов. При измерениях оголенных токоведущих частей и при напряжении выше 1 кВ необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками.

Для высоковольтных измерений используют токоизмерительные клещи с длинными ручками более 38 см до измеряемого проводника.

Современные исполнения измерительных клещей способны кроме измерения параметров тока, измерить различные другие показатели: активное сопротивление, переменное напряжение, постоянное напряжение. Цифровые устройства также могут оснащаться функцией проверки диодов и транзисторов, прозвонки зуммером.

Измерение других параметров осуществляется аналогично работе с мультитестером. Достаточно подключить контрольные щупы к определенным гнездам, настроить режим измерения и произвести замер.

Несмотря на достаточную точность измерения, измерительные клещи цифрового вида не всегда позволяют получить данные с высокой точностью при измерении малых токов. Такую задачу по возможности можно решить следующим способом. Измеряемый проводник необходимо обмотать вокруг магнитопровода несколькими витками. Измерить параметр и разделить его величину на число витков провода.

Если при измерении цифровым устройством на дисплее изображается «1», то это говорит о том, что величина параметра в цепи выше установленного в приборе предела. Поэтому необходимо настроить соответствующим переключателем более высокую границу измерения.

Способы измерения тока

Используют два способа определения параметров электрического тока в цепи. К первому способу можно отнести прямое измерение, а ко второму способу – индуктивное или непрямое измерение тока.

Прямой способ

Прямое измерение тока осуществляется простым амперметром при подключении его в разрыв цепи электрического тока. Такой способ ток непосредственно протекает через амперметр. В итоге на дисплее прибора показывается действительная величина измеряемого параметра.

Читайте также:
Провод ПВС: особенности применения, можно ли использовать для скрытой проводки
К достоинствам прямого измерения можно отнести:
  • Точность измерений, которая зависит от класса и качества прибора.
  • Простота и легкость выполнения измерений.
К недостаткам этого способа относятся:
  • Нет возможности производить замеры очень больших величин токов из-за конструктивных особенностей.
  • Один прибор может производить измерения только в подключенной к нему цепи.
  • Невозможно измерить параметры цепи без ее разрыва.
Непрямой способ

Таким способом пользуются при применении токоизмерительных клещей или трансформаторов тока, с которыми можно подключить амперметры, однако они могут измерить только вторичный ток трансформатора.

Токоизмерительные клещи работают по принципу трансформатора тока. Роль первичной обмотки играет измеряемый проводник, а вторичной обмоткой выступают сами клещи.

Токовые клещи (постоянного и переменного тока): что это такое, для чего нужны, основные отличия + как ими правильно пользоваться

Даже начинающие электрики понимают, что для измерения тока прибор нужно подключить к сети в последовательном порядке. Для этого понадобится сделать минимум один разрыв цепи, затем два подключения, и всё это повторяется в обратном порядке.

Эта процедура мало кому приносит удовольствие. Всё же замеры тока могут показать действительное состояние отдельного электрического хозяйства. Всё поменялось и стало намного проще с поступлением в набор электриков токовых клещей.

Токовыми клещами называются специализированные устройства, выполняющие роль измерителя тока без разрывания сети. Принцип их действия основывается на измерении магнитного поля, которое создаётся измеряемым током. В статье будет рассказано о видах, выборе, лучших моделях токовых клещей и другая полезная информация на эту тему.

Содержание

Конструкция токовых клещей

Большая часть токовых клещей состоит из таких элементов:

  • Разъёмный подпружиненный магнитопровод;
  • Кнопка раскрывания магнитопровода;
  • Переключатель схемы измерения, то есть диапазона токов;
  • Экран дисплея;
  • 2-3 гнезда для подсоединения щупов;
  • Ручка для удерживания инструмента;
  • Кнопки занесения в память.

Виды клещей для тока

Изобретено большое множество вариантов клещей для замера тока.

К самым распространённым приборам можно причислить:

  1. Приборы со стрелочным анализатором. Они могут реагировать даже на мельчайшие колебания.
  2. Цифровые модели. Устройства с контролирующей системой для обрабатывания данных.
  3. Высоковольтные изделия. Применяются для ведения работ под высоким напряжением.

Отличительные особенности

Цифровые клещи с мультиметром – применяются для замера силы тока без нарушения соединения и внешней изоляции проводников на кабелях с однофазной и трёхфазной систем.

Большое количество измеряющих клещей могут работать с переменными токами и устроены для работы по трансформаторной схеме.

Однако можно приобрести клещи для определения постоянного тока, на основании датчика Холла, образующего электрический сигнал при влиянии уровня магнитного поля, которое окутывает провод с постоянным током.

  • Применять автоматические клещи для измерения тока можно для домашних потребностей, к тому же они могут выпускаться вместе с полезным функционалом мультиметра.
  • Многие автомобильные электрики применяют профессиональные мультиметры и клещи токовые для диагностики автотранспорта.

Приобрести автомобильные токовые клещи с мультиметром для диагностирования автотранспорта станет замечательным выбором в цене и качестве, за счёт такого соотношения, меряющие ток устройства окажутся отличными помощниками в соответствующих сферах.

Преимущества применения

К достоинствам клещей измеряющих ток можно отнести:

  • Возможность измерять электроток без разъединения цепи;
  • Небольшие размеры устройства;
  • Простота замера в высоковольтных цепях.

Ещё благодаря токовым клещам возможно фиксировать токи весьма большой силы. До того как приобрести этот электрический прибор нужно внимательно познакомиться с его характеристиками.

Лучше на инструменте не экономить, а приобретать только качественные устройства, опираясь не на стоимость, а на популярность торговой марки.

Выбор по функциям

Делая выбор клещей для замера тока следует присмотреться к отдельным функциям, проявивших себя полезными в применении прибора в конкретных обстоятельствах.

Предоставляем сведения об этих возможностях:

  1. Нужно взять на вооружение предназначение True RMS. Устройства измеряющие переменный ток, где отсутствовала такая возможность, выдают цифры для обстоятельств, где ток обладает формой синусоиды. Ещё три десятка лет назад, видов электрооборудования у хозяев насчитывалось немного, потому ток в электросети обладал синусоидальной формой. То что отхождение от параметра повлияет на данные замеров, никто не посчитал важным. В наше время, когда используются лампочки со светодиодами и энергосберегающей способностью, а ещё блоки питания импульсного типа – форма тока в электрической сети не соответствует идеальной. Измерительными клещами начинают пользоваться, когда происходят аварии, которые нередко объясняются большим отклонением тока от синусоиды. Специалисты советуют приобрести токовые клещи с функционалом True RMS, ведь они понадобятся при устранении аварийных неполадок, а ещё когда электрик обслуживает жилой район, где за нагрузкой никто не следит. Приборы с такой функцией не выпускаются габаритными и дорогими изделиями. Например, небольшой прибор Greenlee GT-CM-1360.
  2. Установление показателя крест фактора. С трудностью нагрузки связана ещё одна полезная возможность, применённая в востребованных клещах под токовые значения – Greenlee GT-CMI-2000. Речь идёт об показаниях крест фактора, а именно соотношения пикового показателя тока к его средне квадратному показателю. Параметр крест фактора нагрузки очень необходим для питающих аккумуляторов бесперебойного типа.
Читайте также:
Последовательное подключение розеток: схема, смешанное соединение

Судя по техническим свойствам, на большинство из подобных устройств устанавливается самый верхний показатель крест фактора, превышая его они не станут действовать.

Дополнительный функционал токовых клещей

Вычисление напряжения без соприкосновения к оголенным кабелям. В этом случае можно получить параметры аспекта только для оценки – какое из используемых напряжений установлено в энергосети.

Чтобы это проделать потребуется включить надлежащий режим замера, подсоединить устройство клещей к проводу ноль и подвести сжатые губки устройства на промежуток не больше 10 см от проводка.

  1. Привычное дело, когда клещами измеряют десятки и сотни ампер. Применение датчика Холла дало возможность делать токовые измерения, беря начало от 0, 2 А. В отдельных клещах имеется встроенный режим высокой чувствительности. К сему в измерительном приборе применяется уникальная разработка AmpTip. Она основывается на том, что провод с небольшими токами и маленьким сечением протягивается в особую ямку в губках прибора, что даёт уточнённые показания при замерах.
  2. Модели с открытым зевом. При осуществлении замеров в стеснённых электрических боксах, окажется полезным изделие с вскрытым зевом. К минусам такого рода устройств относится назначение для ведения замеров исключительно переменного тока и сниженную точность, в сравнении с прочими подобными приборами, но бывают обстоятельства, когда необходимо их применить.
  3. Модели клещей с мультиметром. Замеры тока за счёт мультиметра происходит привычным методом с разрыванием проводов. В функционале мультиметра бывает заложена возможность проводить тесты диодов, конденсаторов. В отдельных вариантах есть функция теста электрических моторов.

Новинки продукции

Выпущены токовые клещи, позволяющие измерять силу переменного и постоянного токов – бесконтактным методом, благодаря ферритовым вставкам и электромагнитной индукции.

Прибор получил востребованность в авто сервисах, при электромонтажных работах и в силовой энергетике.

Например, цифровые изделия токоизмерительных клещей UNI -T UTM1230C, токоизмерительные модели клещей Accta AT-1000A, цифровые трёхфазные токоизмерительные клещи UNI-T, клещи Mastech M266F, прибор UNI-T UT203.

Как выбрать токовые клещи: ТОП-10 лучших токоизмерительных клещей

Сегодня мы проведем небольшой обзор токоизмерительных клещей, сравним их функционал и точность измерений, выберем победителя нашего рейтинга, а также узнаем о разновидностях клещей и их различиях. Но прежде, чем приступать непосредственно к обзору, давайте рассмотрим, какими вообще могут быть токоизмерительные клещи, чем они различаются и в какой сфере используется та или иная модификация.

Что бы вы выбрали или посоветовали?

Назначение и виды токоизмерительных клещей

Токоизмерительные клещи — пожалуй, единственный инструмент, позволяющий измерять ток в цепи, не разрывая ее. Различаются они по устройству, функциональности, максимальному измеряемому напряжению и типу измеряемого тока (постоянный либо переменный). Так какими же могут быть наши клещи и как они работают?

Одноручные токовые клещи

Начнем, пожалуй, с известных многим одноручных клещей — по сути это мультиметр (чаще всего) с дополнительным токовым датчиком. Пользоваться такими клещами довольно просто — для этого достаточно перевести переключатель в режим амперметра, развести клещи и свести их, заключив проводник внутри кольца. Сила тока в этом проводнике высветится на цифровом индикаторе.

Для измерения силы тока в труднодоступных местах на некоторых моделях предусмотрена кнопка фиксации результата.

Такие одноручные клещи рассчитаны на сравнительно низкое (до 1000 В) напряжение и, в силу своей компактности и удобства в использовании, наиболее подходят для применения в бытовых условиях.

Важно! Измерять силу тока можно лишь на одиночном проводнике — охватив клещами оба провода, в качестве результата Вы получите нуль. Происходит это из-за того, что в проводниках протекает ток, равный по значению, но различный по направлению. Получение результата, отличного от нуля, говорит о наличии утечки, равной полученному результату.

Помимо одноручных выпускаются также двуручные, предназначенные для работы с напряжением от 2000 до 10000 В.

Двуручные токовые клещи

Работать одной рукой с такими клещами уже не получится. Столь неудобная в применении конструкция придумана неспроста. Дело в том, что по технике безопасности токоизмеряющие устройства, предназначенные для измерений свыше 1 кВ, должны иметь длину изоляторов не менее 38 см, а рукояток — не менее 13 см. К счастью, в быту такие напряжения практически не встречаются, поэтому работать с двуручными клещами придется немногим.

Читайте также:
Защита от скачков напряжения 220В для дома: способы защиты, реле и датчики

Как уже было сказано, помимо максимального измеряемого напряжения, измерительные клещи различаются также по типу измеряемого тока. Каковы различия между ними и как узнать, для тока какого типа предназначен тот или иной прибор? Это на самом деле несложно — по маркировке на корпусе (сейчас имеются ввиду клещи высокого или хотя бы среднего качества, а не собранные в подвале на коленках). Так, на корпусе клещей, предназначенных для измерения переменного тока, будет проставлена маркировка AC, для постоянного же — DC (чаще — ACDC). Различия же в принципе работы. Токоизмерительные клещи для измерения переменного тока работают по принципу одновиткового трансформатора.

Токоизмерительные клещи для измерения переменного тока работают по принципу одновиткового трансформатора

В целом конструкция токовых клещей переменного тока проста. Они состоят из разводного магнитопровода с намотанной на него вторичной обмоткой, подключенной к амперметру. В роли первичной обмотки выступает измеряемый проводник, протекающий по которому ток создает переменное магнитное поле, передающееся через магнитопровод вторичной обмотки и возбуждающее в ней электромагнитную индукцию. Возникший в результате электрический ток как раз и измеряется амперметром. Данная схема объясняет принцип работы токовых клещей переменного тока, но как же работают клещи для измерения тока постоянного? Ведь, как известно, трансформатор может работать только в цепях переменного тока. Сейчас мы получим ответ и на этот вопрос.

Для измерения постоянного тока используются уже другие принципы. Общеизвестно, что проводник, по которому протекает электрический ток, создает вокруг себя магнитное поле, и чем выше сила тока, тем более мощным это поле получается. Так вот, измерив это поле, можно получить представление о силе и даже направлении тока. Наличие и интенсивность магнитного поля определяется специальным датчиком (датчиком Холла). Клещи, оснащенные датчиком Холла, в отличие от трансформаторных, способны измерять как постоянный ток, так и переменный, а стоят незначительно дороже. Так что если придется выбирать, какие лучше приобрести, то рекомендуются именно они. Помимо своих непосредственных функций (измерение силы тока без разрыва цепи), многие современные клещи представляют собой полноценный тестер (мультиметр), позволяющий измерить напряжение, сопротивление, а также прозвонить участки цепи и проверить работоспособность некоторых радиоэлементов.

Но не стоит забывать также об аналоговых (стрелочных) клещах, которые, несмотря на все достоинства и удобства своих цифровых собратьев, все еще продолжают использоваться наряду с ними. Происходит это ввиду их менее высокой стоимости и способности работать без источника питания.

Теперь, зная, какими могут быть токоизмерительные клещи, можно перейти непосредственно к обзору. В сегодняшнем рейтинге будут участвовать 10 клещей различных производителей, разных ценовых категорий, но непременно имеющие высокие оценки пользователей. Позиционироваться клещи будут в порядке возрастания их качества.

Видео — Для чего нужны токовые клещи и чем они лучше мультиметра

Как работают датчики и токовые клещи для измерения постоянного и переменного тока

Для расширения функционала мультиметров, осциллографов и других электроизмерительных инструментов, применяются токовые датчики в форме клещей — токовые клещи. Для проведения измерений клещами, их смыкают в обхват проводника с током, и таким образом, без разрыва цепи и без необходимости врезания в проводник какого бы то ни было шунта, осуществляют замер.

Это просто и удобно. Результат измерения прибор отображает на своей шкале в виде напряжения или тока пропорциональной измеренному току величины. Достоинство метода заключается еще и в том, что прибор может и не иметь достаточно широкого входного диапазона, тогда как датчик – клещи вполне в состоянии свободно принять проводник даже с очень большим током.

Проводник с измеряемым током не только остается целым, но и всегда гальванически изолирован от цепей измерительного прибора. Сам же прибор может иметь входную цепь с очень высоким импедансом и даже быть заземлен. Здесь нет необходимости как-то регулировать или включать и выключать питание цепи, параметры которой измеряются клещами, а значит в работе питаемого оборудования не будет простоев.

Среднеквадратичное значение тока в диапазоне частотных характеристик датчика можно измерить при совместном использовании токового датчика с мультиметром, способным измерять среднеквадратичные значения. В данном случае диапазон будет ограничен возможностями (шкалой) мультиметра. Лучшие результаты достигаются с датчиками обладающими широкой частотной характеристикой, минимальным фазовым сдвигом и высокой точностью.

Для измерения параметров переменного тока используются датчики, работающие по принципу обычного измерительного токового трансформатора. Любой трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки, установленные на общем магнитопроводе. Первичное напряжение подается на первичную обмотку, в сердечнике создается переменный магнитный поток, наводящий во вторичной обмотке соответствующую коэффициенту трансформации ЭДС. Токи первичной и вторичной обмоток соотносятся как количества витков во вторичной и первичной обмотках.

Так и работает токовый датчик для измерения переменного тока. Магнитопровод в форме клещей замыкается вокруг проводника. Проводник — это первичная обмотка, состоящая из одного единственного витка, значение тока в котором необходимо узнать.

Ток во вторичной обмотке будет пропорционален току в проводнике и отличаться от него в число раз, равное коэффициенту трансформации, то есть во столько раз, сколько витков во вторичной обмотке. Количество витков во вторичной обмотке датчика обычно 1000, 500 или 100.

Если датчик имеет 1000 витков, то клещи имеют обозначение 1000:1 или 1мА/А — это значит что 1 мА в показаниях прибора тождественен 1А в исследуемом проводнике. Или 1А на приборе — 1000 А в проводнике.

Соотношение может быть в принципе и другим: 3000:5 или 2000:2, в зависимости от назначения прибора. Однако в большинстве случаев клещи работают в паре с обычным мультиметром и соотношение, как правило, 1000:1.

При соотношении 1000:1 или 1мА/А показания прибора будут такими. При входном токе в 700А выходные показания окажутся 700мА, при 300А — 300мА и т. д. Так происходит потому, что выход датчика присоединяется к цифровому мультиметру в режиме измерения переменного тока с выбранным диапазоном значений.

Для определения действующей величины тока в проводнике, показания мультиметра умножаются на коэффициент датчика. Главное — чтобы измерительный прибор имел требуемое входное сопротивление.

Если измерительный прибор имеет вход только по напряжению (вольтметр или осциллограф), то он также может использоваться с токовым датчиком — клещами. Для этого токовый выход датчика необходимо согласовать с входом прибора, применив принцип измерительного трансформатора тока. Тогда показания переменного напряжения будут пропорциональны измеряемому переменному току.

Существуют токовые клещи, способные измерять не только переменный, но и постоянный ток. В таких клещах принцип их работы основан на эффекте Холла, когда параметры тока выводятся из параметров порождаемого им магнитного поля, воздействующего на полупроводник и инициирующего в нем эффект Холла.

Тонкая пластинка полупроводника устанавливается перпендикулярно магнитному полю тока, который требуется измерить. На пластинку в определенном направлении (допустим вдоль нее) подается ток возбуждения, который отклоняется во внешнем магнитном поле под действием силы Лоренца в поперечном направлении, и тогда в этом направлении на краях пластинки можно измерить ЭДС (напряжение Холла).

При постоянном токе возбуждения через пластинку, ЭДС Холла, как и индукция магнитного поля измеряемого тока, будут пропорциональны измеряемому току. То есть напряжение Холла соответствует току в проводнике, который проходит внутри магнитопровода датчика. Такая схема имеет большие преимущества перед устройствами на базе трансформатора тока.

Поскольку генерация ЭДС Холла не зависит от направления вектора магнитной индукции, а зависит только от его величины, датчик на основе эффекта Холла измеряет как переменный, так и постоянный ток. К тому же датчик абсолютно точно фиксирует фазу изменения (направления) магнитного поля, а значит пригоден для наблюдения формы тока.

Клещи с датчиком Холла бывают с одним либо с двумя встроенными датчиками. Различные модели клещей обладают широким динамическим диапазоном и частотной характеристикой, линейностью сигнала и высокой точностью.

Область применения таких клещей охватывает всё оборудование с постоянным током до 1500 А без необходимости встраивания дорогих шунтов. Переменный ток частотой в десятки килогерц также измерим при помощи клещей на базе эффекта Холла, причем форма тока может быть самой разной, среднеквадратичное значение будет найдено.

Выходной сигнал в милливольтах, пропорциональный измеренному току, может быть легко воспринят большинством мультиметров, осциллографов и самописцев.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: